专用弯管机液压系统设计#优选、

目录

1弯管机原理 (2)

1.1弯管机的工作原理 (2)

1.2弯管机的工艺过程 (2)

1.3弯管控制流程 (3)

2液压系统 (4)

2.1液压流程 (4)

(4)

2.2液压系统工况分析 (5)

2.3.1液压缸工作负载的计算 (6)

2.3.2 确定缸的内径和活塞杆的直径 (6)

2.3.3计算液压缸在工作循环中各个阶段的压力、流量和功率的实际值 (7)

3.4选择液压泵和电机 (8)

3.4.1确定液压泵的工作压力、流量 (8)

3.4.2液压泵的确定 (8)

3.5辅助元件的选择 (9)

3.6确定管道尺寸 (9)

3.7确定油箱容积 (9)

3.8液压电磁阀 (10)

3.8.1 电磁阀选择 (10)

3总结 (11)

1弯管机原理

1.1弯管机的工作原理

弯管机主要由机械装置、液压系统、等组成。机械装置主要有卡紧装置、小车推进装置、导向轮装置和摇臂回转装置等组成。

其工作原理是将钢管匀速推进，使钢管沿预设的轨道行走从而形成具有一定曲率半径和角度的弯管。先将钢管安装就位，通过摇臂回转装置上的丝杠丝母传动装置调整好弯曲半径，从而获得所需的弯管管件。特点：弯出的管具有形变小，壁厚差小，无应力。弯曲半径0-1800可调节。

1.2弯管机的工艺过程

本课题的研究工作主要是根据弯管机的工艺流程对弯管机的控制系统进行分析和数学建模，确定适用于该系统的控制算法，完成理论与实践的结合。如图2-1所示。

图2-1弯管机流程

由于管材的材质各异，管径、壁厚、弯曲角度等差异较大，使得中频电源加热温度和弯管推进速度之间的关系都不一样，并且各工艺参数的设定也比较复杂，而参数设定的合适与否会极大影响弯管的各种机械性能，所以要根据工况

的不同进行参数选择，并由此控制弯管的质量。其次在对弯管机的系统以及弯管工艺有一个很好的了解的基础上，根据实际情况，完成硬件设备的选型。

1.3弯管控制流程

根据弯管机简单的工艺流程我们可以写出弯管机软件编程的流程框图，根据流程图可以很好的编写软件程序，以便更好、更准、更精的控制弯管机，生产出合格的弯管来。下面就是弯管机的弯管机编程的流程框图2-2。

图2-2弯管流程

2液压系统

2.1液压流程

液压原理图如图3-1所示

图3-1液压原理

1 三位四通电磁阀

2 溢流阀 3油泵 4 滤油器 5 夹紧液压缸 6 单向阀 7 单向节流阀 8 双向泵 9调速阀 10 油泵电机 11 邮箱

2.2 液压系统工况分析

设：最大工作压力2.5MPa；运动部件自重Fg=10kN；工作台快进、快退速度相等，v1=0.0167m/s；工作进给速度0.0083m/s；快进的行程为L1=0.2m；工作行程长度为L2=0.2m。导轨为平导轨，其静摩擦系数为fs=0.2，动摩擦系数为fd=0.1，往复运动的加速、减速时间⊿t=0.2s。该系统采用液压与电气配合，实现自动工作循环控制绘制动力滑台的工作循环图，如图3-2所示。

（a）

图3-2 运动分析

快进

s s v

L t 110167

.02

.01

1

1==

= (3-1)

工进

s s v

L t 240083

.02

.02

2

2==

=

2.3液压缸的确定

2.3.1液压缸工作负载的计算

（1）工作负载： Fw=10000N （2）摩擦阻力： 静摩擦阻力 0.2100002000uj

N N F

=⨯= (3-2)

动摩擦阻力

0.1100001000ui

N N F

=⨯=

（3）惯性阻力动力滑台起动加速，反向起动加速和快退减速制动的加速度的绝对值相等，即△v=0.1m/s ，△t=0.2m/s ，故惯性阻力为：

N t g v G ma F a 500)2.010()1.010000(/=⨯÷⨯=∆∆== (3-3)

根据以上的计算，m η=0.9可得到液压缸各阶段的各各动作负载，见表1所示。

表3-1液压缸各阶段工作负载计算

工况 计算公式

液压缸负载/N

液压缸推力F/N

起动 fg F F =

2000 2222 加速 =F fd F ＋g F

1500 1667 快进 fd F F =

1000 1111 工进 F= w F +fd F 11000 11444 反向起动 F =fg F 2000 2222 加速 F =fd F +a F 1500 1667 快退 F =fd F 1000 1111 制动

F =fd F －a F

500

556

2.3.2 确定缸的内径和活塞杆的直径

液压缸的工作压力为p1=2.5M Pa 。

选定快进、快退时回油压力损失△P2=0.7MPa 。

cm P b F A 2

65.65/max == (3-4)

液压缸的内径为：

cm

cm D A 14.914.3/65.654/41=⨯=

=

π (3-5)

圆整取标准直径D=95mm ，则d=0.707D ，即d=0.707⨯95=67.165mm ，圆整 液压缸实际有效面积计算

无杆腔面积 mm D A 2708004/21== (3-6)

有杆腔面积

mm d

A 2313004/22== 2.3.3计算液压缸在工作循环中各个阶段的压力、流量和功率的实际值

结果见表2所示。

表3-2液压缸各工况所需压力、流量和功率

工况 负载F/N 回油腔压力p 2 (△p 2)/ (105 Pa)

进油腔压力p 1/(105 Pa) 输入流量q/(L/min) 输入功率

P/kW 计算公式

快进 启动 2 222 02

=∆p

5.6 ___ ___ p 1=(F+△p 2A 2)/(A 1

-A 2) q=(A 1 -A 2)v1

P=p 1 q×

10-3 加速 1 667 7

2=∆p 8.4 ___ 快速

1 111 7

2=∆p 23.7 23.7 0.33

工进 11 444 6=p b

23.1 0.2 0.0077 p 1=(F+p 2 A 2)/ A 1 q= A 1v2

P= p 1q ×10-3

快退 启动 2 222 02=∆P

7.1 ___ ___

p 1=(F+p 2 A 1)/

A 1

q= A 2v2

P=p 1q ×10-3

加速 1 667 72=∆p 21.1 ___ ___ 快退 1 111 72=∆p 19.4 0.075 0.024 制动

556 72=∆p 17.6 ___ ___